工程静力学基础课件.ppt

* ? * 工程力学 课程简介 工 程 力 学 理论力学 材料力学 技术基础课。研究物体受力后的效应 运动、平衡（外效应） 刚体 变形、内力（内效应） 变形固体 理 论 力 学 物体在外力作用下的运动规律，并建立运动与受力之间的定量关系。 静 力 分 析 运动与动力分析 物体在外力作用下的平衡规律 理论力学 第一章 工程静力学基础 §1–1 静力学的基本概念 §1–2 静力学公理 §1–3 约束和约束反力 §1–4 受力分析和受力图 第 一 章 工 程 静 力 学 基 础 目录 刚体是一种理想化的力学模型。 一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。 2、刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。 1、平衡——平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动状态。 3、力——力是物体相互间的机械作用，其作用 结果使物体的形状和运动状态发生改变。 §1–1 静力学的基本概念 确定力的必要因素 力的三要素 大小 方向 作用点 力的效应 外效应—改变物体运动状态的效应 内效应—引起物体变形的效应 力的表示法 ——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。 F 力的单位 —— 在国际单位制中，力的单位是牛顿 (N) 1N= 1公斤?米/秒2 （kg ?m/s2 )。 §1–1 静力学的基本概念 ? 基本概念 力 系——作用于同一物体或物体系上的一群力。 等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。 平衡力系——能使物体维持平衡的力系。 合 力——在特殊情况下，能和一个力系等效 的一个力。 §1–2 静力学公理 公理一 (二力平衡公理) 要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。 公理二 (加减平衡力系公理) 可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。 §1–2 静力学公理 推论 (力在刚体上的可传性) 作用于刚体的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用 = = F A F2 F1 F A B F1 A B §1–2 静力学公理 A 公理三 (力平行四边形公理) 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。 F1 F2 R 矢量表达式：R= F1+F2 即，合力为原两力的矢量和。 §1–2 静力学公理 推论 (三力汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。 F1 F3 R1 F2 A = 证明： A3 F1 F2 F3 A3 A A2 A1 §1–2 静力学公理 公理四 (作用和反作用公理) 任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。 公理五 (刚化公理) 设变形体在已知力系作用下维持平衡状态，则如将这个已变形但平衡的物体变成刚体（刚化），其平衡不受影响。 §1–2 静力学公理 §1–3 约束和约束反力 1、自由体： 2、非自由体： 3、约束： 4、约束反力： 5、主动力： 可以任意运动（获得任意位移）的物体。 不可能产生某方向的位移的物体。 约束对被约束体的反作用力。 由周围物体所构成的、限制非自由体 位移的条件。 约束力以外的力。 ? 基本概念： 1、柔绳、链条、胶带构成的约束： ?常见的几种类型的约束 §1–3 约束和约束反力 A §1–3 约束和约束反力 ?常见的几种类型的约束 2、理想光滑接触面约束 §1–3 约束和约束反力 ?常见的几种类型的约束 光滑接触面约束实例 §1–3 约束和约束反力 ?常见的几种类型的约束 3、光滑圆柱铰链约束 A B N A B §1–3 约束和约束反力 ?常见的几种类型的约束 Ny Nx (1) 固定铰链支座： N ? §1–3 约束和约束反力 ?常见的几种类型的约束 (2) 活动铰链支座： N N ?常见的几种类型的约束 §1–3 约束和约束反力 光滑圆柱铰链约束实例 ?常见的几种类型的约束 §1–3 约束和约束反力 ?常见的几种类型的约束 §1–3 约束和约束反力 4、光滑球铰链约束： A B N ?常见的几种类型的约束 §1–3 约束和约束反力 A B NA NB A C B 5、双铰链刚杆约束：